随着汽车数量的日益增多,汽车尾气中的CO气体已成为主要的大气污染源,CO不仅会危害人类的身体健康,而且对我们赖以生存的环境产生了恶劣的影响。在这个阶段,最普遍的解决方案是使用催化剂将有毒有害的CO气体氧化成无毒的二氧化碳气体再排放。在催化剂的选择上,氧化铺由于其独特的电子结构和储氧/释氧性能,被广泛应用于催化CO氧化研究中。随着人们对环保要求的提高,传统的氧化铈纳米材料已经很难满足实际的应用需求。因此,越来越多的科学研究探索了如何优化其催化效果和提高催化活性。目前,主要有以下两个方向来改善其催化性能:第一种是利用贵金属或过渡金属改性氧化铈;第二种是调控氧化铈的特定形貌,使其暴露更多的活性晶面。基于以上两种思路,本论文主要做了以下三项研究工作:1.CeO₂纳米棒的氨基官能团修饰与Pd/CeO₂纳米催化剂的制备为了提升氧化铈催化活性,我们选择负载钯对其改性。以棒状氧化铈为载体,因为棒状形貌所暴露的（110）晶面的氧空位形成能最低,且对金属有稳定作用。但传统水热法制备的纳米棒团聚情况严重,所以我们第一步先提高氧化铈纳米棒的分散度。利用盐酸多巴胺对其进行表面官能团修饰,使纳米棒携带上氨基官能团。加入盐酸后,氨基变成了-NH3+阳离子,载体表面带有正电荷,在水溶液中因静电排斥作用保持单分散状态。以离子化的纳米棒为载体,利用氨基的强还原能力把醋酸钯还原,将钯物种锚定在氧化铈表面,成功制备了高催化活性的Pd/CeO₂催化剂。2.CeC2纳米棒的羧基官能团修饰与Cu/CeO₂纳米催化剂及Pd-Cu/CeO₂纳米催化剂的制备为了提高氧化铈纳米棒分散度,我们先利用带羧基的3,4-二羟基肉桂酸（3,4-DHCA）对其进行表面修饰,使其携带上羧基官能团。加入氢氧化钠后,羧基变成了-COO-阴离子,实现氧化铈的离子化,从而在水中保持高度分散。以离子化的纳米棒为载体,利用表面羧基的螯合能力与铜形成稳定的配合物。值得注意的是,羧基的强螯合效应可控制铜物种的快速生长和迁移聚集,使其以超小的纳米团簇的形式存在,极大地提高了铜物种的活性。此外,Cu/CeO₂表面的铜阳离子可作为吸附位点吸引PdCl42-阴离子,从而实现铜钯双金属的共同负载。得到的Pd-Cu/CeO₂新型催化剂不仅具有优良的催化效果,还具有良好的循环稳定性。3.不同形貌的Fe-Ce固溶体的制备及掺杂物种对CeO₂晶面效应的影响利用传统的水热法成功制备了纳米棒形貌和纳米块形貌的铁铈固溶体。对于纯相氧化铈而言,棒状形貌的催化活性明显优于块状形貌,这是因为棒状暴露的（110）晶面的氧空位形成能最低。但是,当掺杂铁离子对氧化铈进行改性后,在氧气氛围活化下,块状形貌的催化效果超过了棒状形貌。这是因为立方块暴露的（100）晶面具有更高的表面能,在氧气活化过程中,部分晶格铁离子迁移至表面,形成更多的活性吸附位点,加速催化反应的进行。对改性后的铈基复合催化剂的晶面效应的研究,为将来设计出性能更加优良的复合催化剂提供了更多的可能性。